सीमेंस
समुद्र-विज्ञानी जहाज़ के किनारे से एक प्रोब नीचे उतारता है और नमक नहीं, धारा मापता है। प्रोब के इलेक्ट्रोडों के बीच प्रत्यावर्ती धारा बहती है, और उसकी प्रबलता से यंत्र जान लेता है कि पानी में कितना नमक है। समुद्री पानी प्रयोगशाला के शोधक से निकले पानी की तुलना में लाखों गुना बेहतर धारा चलाता है। 1978 से समुद्र की लवणता ठीक इसी तरह निर्धारित की जाती है।
चालकता प्रतिरोध की व्युत्क्रम राशि है। प्रतिरोध बताता है कि चालक धारा में कितनी बाधा डालता है, और चालकता बताती है कि धारा उसमें से कितनी आसानी से गुज़रती है। एक सीमेंस वह चालकता है जिस पर 1 V वोल्टता 1 A धारा चलाती है। लॉर्ड केल्विन ने इस इकाई को «म्हो» कहने का सुझाव दिया था: यह शब्द «ओम» (ohm) को उलटा पढ़ने से बनता है।
| संकेत | S |
| परिभाषा | ऐम्पियर प्रति वोल्ट · A/V · Ω⁻¹ · kg⁻¹·m⁻²·s³·A² |
| संदर्भ मान | चालकता क्वांटम 2e²/h — 77.480 917 µS · KCl विलयन 0.01 mol/L — 25 °C पर 1413 µS/cm · 1 S = 1 ℧ |
| लाया गया | म्हो, ℧ — 1883 से · सीमेंस SI में 1971 से, 14वाँ महासम्मेलन |
| मानक | ISO 80000-6 · ISO 7888 · IEC 60746-3 · SI Brochure 9th ed. |
| सामान्य मान | 5.5 µS/m — अतिशुद्ध पानी · 5.3 S/m — समुद्री पानी · 60 MS/m — ताँबा |
01 · परिभाषा
हर वोल्ट पर एक ऐम्पियर
चालकता G उस धारा के बराबर है जो एक वोल्ट वोल्टता पर चालक से होकर बहती है। यह प्रतिरोध की व्युत्क्रम राशि है: 1 kΩ का चालक 1 mS है, 1 Ω का चालक 1 S। जहाँ धारा एक साथ कई रास्तों से बहती है, वहाँ सीमेंस में गिनना सुविधाजनक है। समांतर शाखाओं की चालकताएँ सीधे जुड़ जाती हैं।
धातु में धारा इलेक्ट्रॉन ले जाते हैं, पानी में घुले लवणों के आयन। शुद्ध पानी लगभग धारा नहीं चलाता, पर नमक की हर चुटकी आयन बढ़ा देती है। इसीलिए पानी की चालकता से पता चलता है कि उसमें कितने लवण हैं। इसके लिए विशिष्ट चालकता ली जाती है: पदार्थ के एक घन की चालकता, जिसे उसकी लंबाई और क्षेत्रफल के हिसाब से समायोजित किया गया हो।
समांतर में ओम नहीं, सीमेंस क्यों जोड़े जाते हैं
10 V की बैटरी समांतर में जुड़े चार प्रतिरोधकों को धारा देती है। हर शाखा को चालू और बंद किया जा सकता है। लाल बिंदु शाखा की धारा हैं; शाखा की चालकता जितनी अधिक, वे उतनी तेज़ दौड़ते हैं। हर शाखा की धारा उसकी चालकता गुणा 10 V के बराबर है, और धाराएँ जुड़ती हैं। इसलिए चालकताएँ भी जुड़ती हैं, जबकि कुल प्रतिरोध भिन्नों के ज़रिए निकाला जाता है।
पानी का मीटर दो इलेक्ट्रोडों के बीच की चालकता मापता है, पर दिखाता है विशिष्ट चालकता। इसके लिए वह सीमेंस को सेल स्थिरांक से भाग देता है: इलेक्ट्रोडों के बीच की दूरी और उनके क्षेत्रफल का अनुपात। जिस सेल में 1 cm² के इलेक्ट्रोड 1 cm की दूरी पर हों, उसमें संख्याएँ एक ही होती हैं, बस इकाइयाँ अलग: µS और µS/cm। अगर इलेक्ट्रोडों को दोगुनी दूरी पर कर दें, तो चालकता आधी हो जाएगी, पर विशिष्ट चालकता वैसी ही रहेगी।
नमक धारा क्यों चलाता है और चीनी क्यों नहीं
बाईं ओर चालकतामापी है, उसका सेंसर 200 mL के गिलास में डूबा है। यंत्र प्लैटिनम के दो इलेक्ट्रोडों के बीच प्रत्यावर्ती वोल्टता लगाता है और धारा मापता है। लाल बिंदु सोडियम और दूसरी धातुओं के आयन हैं, नीले बिंदु क्लोरीन और अम्ल-मूलकों के आयन। हर बार जब वोल्टता का चिह्न बदलता है, आयन दूसरे इलेक्ट्रोड की ओर मुड़ जाते हैं। ऊपर के चम्मच से नमक या चीनी डाली जा सकती है। गिलास के नीचे की प्लेट पानी को गरम या ठंडा करती है। दाईं ओर के आवर्धक लेंस में दिखता है कि आयन अपने साथ पानी के अणुओं का एक खोल खींचे चलता है। दृश्य में प्रत्यावर्ती वोल्टता हज़ार गुना धीमी की गई है।
पानी चुनें और उसमें नमक डालें।
02 · रूपांतरण
| इकाई | मान | कहाँ मिलती है |
|---|---|---|
| {n} | {v} | {note} |
म्हो, ℧, ठीक एक सीमेंस के बराबर है। अमेरिकी तकनीकी साहित्य में यह आज भी मिलता है।
पानी के लिए µS/cm लिखा जाता है। 1 µS/cm = 0.1 mS/m = 100 µS/m — यह एक ही विशिष्ट चालकता है।
TDS मीटर TDS को mg/L में दिखाते हैं। यह माप नहीं, रूपांतरण है: विशिष्ट चालकता को 0.5—0.7 से गुणा किया जाता है।
03 · परिमाण की कोटियाँ
04 · मापक यंत्र
05 · लेखन नियम
06 · पड़ोसी इकाइयाँ
07 · ऐतिहासिक भाग
1978 से समुद्र की लवणता PSS-78 पैमाने पर निर्धारित की जाती है। यह दो विशिष्ट चालकताओं का अनुपात है: नमूने की और पोटैशियम क्लोराइड के विलयन की, जिसमें प्रति किलोग्राम पानी 32.4356 g हो, दोनों 15 °C पर। अनुपात एक हो तो लवणता 35 होती है। दुनिया भर के लवणतामापियों की जाँच के लिए मानक समुद्री पानी की सीलबंद एम्पूल भेजी जाती हैं। हर खेप पर उसका अनुपात K₁₅ लिखा होता है।
साधारण चालकतामापियों की जाँच KCl विलयनों से होती है। 0.01 mol/L का विलयन 25 °C पर 1413 µS/cm देता है। पानी की विशिष्ट चालकता हर डिग्री पर लगभग 2 % बढ़ती है। इसलिए यंत्र पाठ्यांक को 25 °C पर बदल देता है, और रिपोर्ट में दोनों संख्याएँ लिखी जाती हैं: माप और ताप।
राशियों की सूची
पूरी सूची →SI की सात मूल इकाइयाँ
अम्ल की एक बूँद रस का रंग बदल देती है, नमक लौ को रंग देता है, पानी एक थपकी से जम जाता है। उनके नीचे Simetrium के सारे पृष्ठ, विषय के अनुसार और वर्णक्रम में।
सूची खोलें →